AN-PAN-1049
2025-02
Online-Bestimmung von Bromat und anderen Desinfektionsnebenprodukten in Trink- & Tafelwasser mittels IC
Zusammenfassung
Früher wurde Trinkwasser zur Desinfektion mittels Chlorierung behandelt, bis in den 1970er Jahren entdeckt wurde, dass bei diesem Prozess Desinfektionsnebenprodukte (Disinfection Byproducts, DBPs) wie die karzinogenen Trihalogenmethane entstehen. Daher suchten Wissenschaftler nach alternativen Desinfektionsverfahren, um die Bildung gesundheitsschädlicher Verbindungen zu minimieren.
Eine vielversprechende Alternative zur Chlorierung ist die UV-Bestrahlung oder die Ozonierung, ein chemisches Wasseraufbereitungsverfahren, bei dem Ozon (O₃) in das Wasser eingetragen wird. Dabei entstehen reaktive Sauerstoffspezies, die ein breites Spektrum organischer Verbindungen sowie sämtliche Mikroorganismen angreifen können. Im Gegensatz zu Chlor hinterlässt O₃ keine schädlichen chlorierten Nebenprodukte im Wasser und zerfällt bei Nichtverbrauch rasch wieder zu reinem Sauerstoff.
In den meisten Fällen enthält das zu behandelnde Rohwasser Chlorid und Bromid. Letzteres kann zu Bromat (BrO₃⁻) oxidiert werden, einer karzinogenen und nephrotoxischen Verbindung, die zu den anorganischen Desinfektionsnebenprodukten zählt. Aufgrund dieses Gesundheitsrisikos haben Gesundheits- und Umweltschutzorganisationen wie die Weltgesundheitsorganisation (WHO) und die Europäische Union einen Grenzwert von 10 μg/L BrO₃⁻ in Trinkwasser empfohlen.
Die Bestimmung von Desinfektionsnebenprodukten (DBPs) wie Bromat ist für Trinkwasserversorger und Getränkeabfüllbetriebe von entscheidender Bedeutung. Zur Bestimmung von BrO₃⁻ in Spurenkonzentrationen im Trinkwasser ist die Ionenchromatographie die in Normen und Fachliteratur am häufigsten genannte Analysenmethode.
Der 2060 Ion Chromatograph (IC) Process Analyzer von Metrohm Process Analytics eignet sich ideal für zahlreiche anerkannte Verfahren, darunter EPA 300.1, EPA 317.0, EPA 321.8, EPA 326.0, ASTM D6581, ISO 11206 und ISO 15061. Das System ermöglicht die kontinuierliche Bestimmung und Überwachung von Bromat sowie weiteren Anionen in Trinkwasser im μg/L-Bereich. Die automatisierte Kalibrierung gewährleistet ausgezeichnete Nachweisgrenzen, eine hohe Reproduzierbarkeit und hervorragende Wiederfindungsraten.
Anwendung
Trinkwasserproben können gemäß Verfahren wie EPA 300.1, EPA 317.0, EPA 321.8, EPA 326.0, ASTM D6581, ISO 10304-4, ISO 11206 und ISO 15061 analysiert werden. Für zusätzliche Flexibilität in der Anwendung stehen dabei die Metrohm Inline Sample Preparation (MISP)-Technologien zur Verfügung. Die Detektion der Analyten erfolgt mittels Leitfähigkeitsdetektion oder UV/Vis-Detektion.
Der Trinkwasserstrom wird in kurzen Intervallen beprobt, sodass stets aktuelle Informationen über die Bromatkonzentration verfügbar sind. Der 2060 IC Process Analyzer kann bei Erreichen vordefinierter Warn- oder Eingriffsgrenzwerte einen Alarm ausgeben. Dadurch lassen sich Kosten reduzieren, indem die Freigabe einer nicht spezifikationskonformen Charge abgefüllten Wassers verhindert wird, deren Rückruf andernfalls erhebliche Kosten verursachen würde. Ein einzelner 2060 IC kann mit bis zu 20 Probenströmen verbunden werden. Somit können mehrere Abfülllinien oder verschiedene Abschnitte des Aufbereitungsprozesses mit nur einem Gerät auf Verunreinigungen überwacht werden, wodurch Zeit und Kosten eingespart werden.
Der 2060 IC Process Analyzer ist für den Langzeitbetrieb in selten frequentierten Bereichen ausgelegt, da der Reagenzienschrank ausreichend Platz für Reagenzien, Reinstwasser und/oder vorbereiteten Eluenten bietet. Berührungslose Füllstandssensoren für Reagenzien gewährleisten, dass bei niedrigen Flüssigkeitsständen rechtzeitig eine Meldung erfolgt. Durch die Integration eines Eluentenproduktionsmoduls sowie des optionalen PURELAB® flex 5/6 von ELGA® zur kontinuierlichen drucklosen Versorgung mit Reinstwasser kann der 2060 IC Process Analyzer so konfiguriert werden, dass selbst Spurenanalysen, beispielsweise von Bromat (BrO₃⁻), vollständig autonom durchgeführt werden können.
Anmerkungen
ISO 11206 (Referenz AN-U-049) basiert auf einer Nachsäulenreaktion mit Kaliumiodid, gefolgt von einer Detektion im UV-Bereich. Im Vergleich zu den Verfahren EPA 300.1, ISO 10304-4 und ISO 15061 wird dadurch eine höhere Empfindlichkeit für die Bestimmung von BrO₃⁻ erreicht. Mit dieser Methode kann der europäische Höchstgehalt von 3 μg/L Bromat in natürlichen Mineral- und Quellwässern eingehalten werden, die zur Desinfektion einer Ozonierung unterzogen wurden.
Der 2060 IC Process Analyzer kann zudem für die Bestimmung weiterer Oxyhalogenide, Anionen und Kationen gemäß ISO 10304-1, ISO 14911, ASTM D4327 und ASTM D6919 konfiguriert werden.
Vorteile von IC im Prozess
- Online-Eluentenherstellung sorgt für dauerhaft stabile Baselines und eine hohe Methodenrobustheit.
- Sicherstellung der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben für eine sichere Trinkwasserversorgung.
- Automatisierte Probenahme und Kalibrierung gewährleisten hervorragende Nachweisgrenzen, eine hohe Reproduzierbarkeit sowie ausgezeichnete Wiederfindungsraten.
- Hochpräzise Analysen für ein breites Spektrum an Analyten unter Einsatz verschiedener Detektionstechnologien.
Weiterführende Literatur
Verwandte Application Notes
AN-S-047 Bromid und Sulfat in einem pharmazeutischen Produkt
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